什么原因抑制了卵母細胞的成熟，一直是生殖生物學(xué)上的未解之謎,。在國家自然科學(xué)基金等的支持下,，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)國家重點實驗室教授夏國良課題組和美國杰克遜實驗室John Eppig 教授課題組合作，找到控制卵母細胞成熟的重要因子,。
未解之謎
“如果沒有這種卵母細胞成熟阻滯機制,，哺乳動物就會發(fā)生卵巢早衰，卵母細胞就不能繼續(xù)發(fā)育,，和精子結(jié)合,，導(dǎo)致不育,。”夏國良說,，“這一研究為揭示卵母細胞成熟的分子機制提供了理論依據(jù)；對于揭示促性腺激素精確調(diào)控卵母細胞成熟與排卵的同步化,，以及雌性的正常受精等機理具有重要的生物學(xué)意義,；為人類卵巢早衰和卵巢多囊癥的發(fā)病機理研究提供重要的理論參考；也為動物高效繁殖技術(shù)的應(yīng)用奠定基礎(chǔ),。”
哺乳動物出生時,，卵巢內(nèi)已經(jīng)有未成熟的卵母細胞存在。
人早在胚胎時期,，卵原細胞就已陸續(xù)分裂分化而產(chǎn)生初級卵母細胞,。初生女嬰的卵巢中有初級卵母細胞（初級卵泡）約兩百萬個，它們都已進入了第一次減數(shù)分裂的前期Ⅰ時期,，并停留在前期Ⅰ階段不再生長發(fā)育,，直到女孩進入性成熟時期。此時約有幾十萬個初級卵母細胞保留下來,。初級卵母細胞在性激素的刺激才蘇醒過來,，重新恢復(fù)成熟過程。
奇妙的是,，這幾十萬個初級卵母細胞并非同時蘇醒,，同時發(fā)育，而是從性成熟期開始,，每28 天左右,，有一個或者2個初級卵母細胞繼續(xù)發(fā)育。也就是說,，如果女子從十五六歲開始排卵,，她的幾十萬個初級卵母細胞中只有幾百個能發(fā)育成熟,。那些不能繼續(xù)發(fā)育的初級卵母細胞就逐漸死亡了。
初級卵母細胞“蘇醒”后,，細胞質(zhì)中陸續(xù)積累卵黃,、mRNA和酶等物質(zhì)而逐漸長大。在此期間,，初級卵母細胞完成了第一次減數(shù)分裂,，形成次級卵母細胞和第一極體。從卵巢中排出的“卵”其實是次級卵母細胞,。次級卵母細胞進入輸卵管后,，在輸卵管中進行第二次減數(shù)分裂。這次分裂要在受精之后,，在精子核進入次級卵母細胞之后進行,。
現(xiàn)代生物技術(shù)在動物繁殖領(lǐng)域及人類輔助生殖的應(yīng)用中，成熟卵母細胞的質(zhì)量至關(guān)重要,。以往研究發(fā)現(xiàn),，正常卵巢卵泡中的卵母細胞一直停滯于減數(shù)分裂的前期，不能成熟,，只有在促性腺激素周期性排卵前峰的作用下才能成熟和排卵,。那么，卵母細胞成熟的分子機理是什么,？一個多世紀以來,，科學(xué)家在這方面進行了大量的研究，但始終是未解之謎,。
找到控制因子
1991年,，夏國良在原北京農(nóng)業(yè)大學(xué)（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)）獲得博士學(xué)位后，被公派到丹麥國家教學(xué)研究醫(yī)院生殖生物學(xué)實驗室從事博士后工作,，師從國際著名胚胎學(xué)家,、有著丹麥“試管嬰兒之母”之譽的Byskov教授。
“細胞成熟因子”是Byskov教授在上世紀60年代提出的,，但一直沒有建立合適的模型來證明這種物質(zhì),。雖然一度采用小鼠胚胎性腺做模型，但周期長,，變化大,，穩(wěn)定性差，收效甚微,。夏國良參與研究后,，提出卵母細胞是鑒定這種物質(zhì)的模型。這一方法被Byskov教授采納,，只用了3個月就建立了新的模型,。夏國良和他的同事用實驗證明了“卵細胞成熟因子”的性質(zhì),、結(jié)構(gòu)、分子量,，并提純這種物質(zhì),，先后在國際學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表系列論文。
1994年,，夏國良回國,，在回國人員啟動基金和國家自然科學(xué)基金的資助下，夏國良繼續(xù)研究促性腺激素誘導(dǎo)卵母細胞體外成熟的作用機制,。
2009年,，夏國良弟子張美佳被派往美國杰克遜實驗室開展研究，夏國良課題組和John Eppig 教授課題組合作,，開始利用自發(fā)突變小鼠模型開展研究,。根據(jù)以往的RNA干擾實驗基礎(chǔ)，他們首先對C-型鈉肽的受體NPR2基因突變小鼠進行激素處理,，誘導(dǎo)卵泡的發(fā)育,，終于使該突變小鼠的表型完美地表現(xiàn)出來了。
由于C-型鈉肽突變小鼠在出生后7天會逐漸死亡,，他們就將該新生小鼠的卵巢移植到具有免疫缺陷的雌鼠腎囊下,，讓該卵巢上的卵泡充分發(fā)育長大,。最終的結(jié)果與其受體突變小鼠的表型一致,。利用自發(fā)突變小鼠模型開展研，他們發(fā)現(xiàn),，卵泡中的顆粒細胞分泌 C-型鈉肽,，該物質(zhì)通過其受體 NPR2產(chǎn)生 cGMP阻止卵母細胞內(nèi)cAMP的降解，從而抑制了卵母細胞的成熟,。只有當(dāng)周期性促性腺激素峰出現(xiàn)時下調(diào)了C-型鈉肽的分泌,，才能解除其對卵母細胞成熟的抑制，進而引起卵母細胞的成熟和排卵,。他們的研究結(jié)果證實,，C-型鈉肽及其受體NPR2缺失將導(dǎo)致卵泡中卵母細胞的提前成熟。
